iOS開發中的內存分配（堆和棧）

進程的內存分區

所有進程（執行的程序）都必須占用一定數量的內存，它或是用來存放從磁盤載入的程序代碼，或是存放取自用戶輸入的數據等等。不過進程對這些內存的管理方式因內存用途不一而不盡相同，有些內存是事先靜態分配和統一回收的，而有些卻是按需要動態分配和回收的。

進程內存區域.png

1. 代碼區：代碼段是用來存放可執行文件的操作指令（存放函數的二進制代碼），也就是說是它是可執行程序在內存種的鏡像。代碼段需要防止在運行時被非法修改，所以只准許讀取操作，而不允許寫入（修改）操作——它是不可寫的。

2. 全局（靜態）區包含下面兩個分區：

   • 數據區：數據段用來存放可執行文件中已初始化全局變量，換句話說就是存放程序靜態分配的變量和全局變量。

   • BSS區：BSS段包含了程序中未初始化全局變量。

3. 常量區：常量存儲區，這是一塊比較特殊的存儲區，他們里面存放的是常量，

4. 堆（heap）區：堆是由程序員分配和釋放，用於存放進程運行中被動態分配的內存段，它大小並不固定，可動態擴張或縮減。當進程調用alloc等函數分配內存時，新分配的內存就被動態添加到堆上（堆被擴張）；當利用realse釋放內存時，被釋放的內存從堆中被剔除（堆被縮減），因為我們現在iOS基本都使用ARC來管理對象，所以不用我們程序員來管理，但是我們要知道這個對象存儲的位置。

5. 棧（stack）區：棧是由編譯器自動分配並釋放，用戶存放程序臨時創建的局部變量，存放函數的參數值，局部變量等。也就是說我們函數括弧“{}”中定義的變量（但不包括static聲明的變量，static意味這在數據段中存放變量）。除此以外在函數被調用時，其參數也會被壓入發起調用的進程棧中，並且待到調用結束后，函數的返回值也回被存放回棧中。由於棧的先進先出特點，所以棧特別方便用來保存/恢復調用現場。從這個意義上將我們可以把棧看成一個臨時數據寄存、交換的內存區。

上述幾種內存區域中數據段、BSS和堆通常是被連續存儲的——內存位置上是連續的，而代碼段和棧往往會被獨立存放。

棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。有人會問堆和棧會不會碰到一起，他們之間間隔很大，絕少有機會能碰到一起，況且堆是鏈表方式存儲！

#import "ViewController.h" int age = 24;//全局初始化區（數據區） NSString *name;//全局未初始化區（BSS區） static NSString *sName = @"Dely";//全局（靜態初始化）區 @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; int tmpAge;//棧 NSString *tmpName = @"Dely";//棧 NSString *number = @"123456"; //123456\0在常量區，number在棧上。 NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];//分配而來的8字節的區域就在堆中，array在棧中，指向堆區的地址 NSInteger total = [self getTotalNumber:1 number2:1]; } - (NSInteger)getTotalNumber:(NSInteger)number1 number2:(NSInteger)number2{ return number1 + number2;//number1和number2 棧區 } @end

堆（heap）和棧（stack）區別

1. 申請方式和回收方式

   • 棧區（stack） ：由編譯器自動分配並釋放
   • 堆區（heap）：由程序員分配和釋放

2. 申請后系統的響應

   • 棧區（stack）：存儲每一個函數在執行的時候都會向操作系統索要資源，棧區就是函數運行時的內存，棧區中的變量由編譯器負責分配和釋放，內存隨着函數的運行分配，隨着函數的結束而釋放，由系統自動完成。只要棧的剩余空間大於所申請空間，系統將為程序提供內存，否則將報異常提示棧溢出。

   • 堆區（heap）：操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然后將該結點從空閑結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

3. 申請大小的限制

   • 棧區（stack）：棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，棧的大小是2M（也可能是1M，我看網上說得，我也不清楚），如果申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示棧溢出。因此，能從棧獲得的空間較小。

   • 堆區（stack）：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

4. 申請效率的比較

   • 棧區（stack）：由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。

   • 堆區（stack）：是由alloc分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.

5. 分配方式的比較

   • 棧區（stack）：有2種分配方式：靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的，比如局部變量的分配。動態分配由alloc函數進行分配，但是棧的動態分配和堆是不同的，他的動態分配是由編譯器進行釋放，無需我們手工實現。
   • 堆區（stack）：堆都是動態分配的，沒有靜態分配的堆。

6. 分配效率的比較

   • 棧區（stack）：棧是操作系統提供的數據結構，計算機會在底層對棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執行，這就決定了棧的效率比較高。
   • 堆區（stack）：堆則是C/C++函數庫提供的，它的機制是很復雜的，例如為了分配一塊內存，庫函數會按照一定的算法（具體的算法可以參考數據結構/操作系統）在堆內存中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由於內存碎片太多），就有可能調用系統功能去增加程序數據段的內存空間，這樣就有機會分到足夠大小的內存，然后進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。

小結：
使用棧就像我們去買一個蛋糕，出錢然后選擇一種口味，一種形狀的蛋糕就得到了，不管他們怎么做的，怎么設計的，這種好處就是快捷，花錢買服務嘛（我是不是說的不好，有點污了），但是自由度很小。。

使用堆就像我們去買一個手工蛋糕，因為有情義啊DIY，自己動手做喜歡吃的形狀，和自己喜歡的口味，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

今天的牛X就吹到這里，中間有什么錯誤請提出來狠狠批斗我，謝謝你們的賞臉查看！

參考資料：
http://blog.csdn.net/liruxing1715/article/details/6715503

文／Dely（簡書作者）
原文鏈接：http://www.jianshu.com/p/746c747e7e00
著作權歸作者所有，轉載請聯系作者獲得授權，並標注“簡書作者”。